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文檔簡介
1、第一章燃?xì)獾娜紵?jì)算燃燒:氣體燃料中的可燃成分(H2、 CmHn、CO 、 H 2S 等)在一定條件下與氧發(fā)生激烈的氧化作用,并產(chǎn)生大量的熱和光的物理化學(xué)反應(yīng)過程稱為燃燒。燃燒必須具備的條件:比例混合、具備一定的能量、具備反應(yīng)時(shí)間熱值 :1Nm3 燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃糠Q為該燃?xì)獾臒嶂?,單位是kJ/Nm3。對(duì)于液化石油氣也可用kJ/kg 。3高熱值是指 1m 燃?xì)馔耆紵笃錈煔獗焕鋮s至原始溫度,而其中的水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時(shí)所放出的熱量。3低熱值是指 1m 燃?xì)馔耆紵笃錈煔獗焕鋮s至原始溫度,但煙氣中的水蒸氣仍為蒸汽狀態(tài)時(shí)所放出的熱量。3一般焦?fàn)t煤氣的低熱值大約為1600017000K
2、J/m3天然氣的低熱值是36000 46000 KJ/m液化石油氣的低熱值是88000120000KJ/m3按 1KCAL=4.1868KJ 計(jì)算:焦?fàn)t煤氣的低熱值約為 3800 4060KCal/m3天然氣的低熱值是860011000KCal/m33液化石油氣的低熱值是21000286000KCal/m熱值可以直接用熱量計(jì)測(cè)定,也可以由各單一氣體的熱值根據(jù)混合法則按下式進(jìn)行計(jì)算:理論空氣需要量每立方米 ( 或公斤 ) 燃?xì)獍慈紵磻?yīng)計(jì)量方程式完全燃燒所需的空氣量,單位為333m/m或 m/kg 。它是燃?xì)馔耆紵璧淖钚】諝饬?。過??諝庀禂?shù) : 實(shí)際供給的空氣量v 與理論空氣需要量v0 之
3、比稱為過??諝庀禂?shù)。值的確定值的大小取決于燃?xì)馊紵椒叭紵O(shè)備的運(yùn)行工況。工業(yè)設(shè)備 1.05-1.20民用燃具 1.30-1.80值對(duì)熱效率的影響過大,爐膛溫度降低,排煙熱損失增加,熱效率降低;過小,燃料的化學(xué)熱不能夠充分發(fā)揮,熱效率降低。應(yīng)該保證完全燃燒的條件下接近于1.3煙氣量含有 1m 干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵蟮漠a(chǎn)物運(yùn)行時(shí)過剩空氣系數(shù)的確定計(jì)算目的:在控制燃燒過程中,需要檢測(cè)燃燒過程中的過??諝庀禂?shù),防止過剩空氣變化而引起的燃燒效率與熱效率的降低。在檢測(cè)燃?xì)馊紵O(shè)備的煙氣中的有害物質(zhì)時(shí),需要根據(jù)煙氣樣中氧含量或二氧化碳含量確定過??諝庀禂?shù),從而折算成過??諝庀禂?shù)為 1 的有害物含量。根
4、據(jù)煙氣中 O2 含量計(jì)算過剩空氣系數(shù)1/1320.9a20.92O O 2 - 煙氣樣中的氧的容積成分( 2)根據(jù)煙氣中 CO2含量計(jì)算過??諝庀禂?shù)aCOCO2 m2CO 2m當(dāng) 1 時(shí),干燃燒產(chǎn)物中 CO2含量, %; CO 2實(shí)際干燃燒產(chǎn)物中 CO2含量, %。1.4 個(gè)燃燒溫度定義及計(jì)算公式熱量計(jì)溫度:一定比例的燃?xì)夂涂諝膺M(jìn)入爐內(nèi)燃燒,它們帶入的熱量包括兩部分:其一是由燃?xì)?、空氣帶入的物理熱?( 燃?xì)夂涂諝獾臒犰?) ;其二是燃?xì)獾幕瘜W(xué)熱量 ( 熱值 ) 。如果燃燒過程在絕熱條件下進(jìn)行,這兩部分熱量全部用于加熱煙氣本身,則煙氣所能達(dá)到的溫度稱為熱量計(jì)溫度。燃燒熱量溫度:如果不計(jì)參加燃燒
5、反應(yīng)的燃?xì)夂涂諝獾奈锢頍?,?t a t go,并假設(shè) a 1則所得的煙氣溫度稱為燃燒熱量溫度。理論燃燒溫度:將由 CO2HO2在高溫下分解的熱損失和發(fā)生不完全燃燒損失的熱量考慮在內(nèi),則所求得的煙氣溫度稱為理論燃燒溫度 t th實(shí)際燃燒溫度:2. 影響燃燒溫度的因素?zé)嶂担阂话阏f來,理論燃燒溫度隨燃?xì)獾蜔嶂礖l 的增大而增大 .過??諝庀禂?shù):燃燒區(qū)的過??諝庀禂?shù)太小時(shí),由于燃燒不完全,不完全燃燒熱損失增大,使理論燃燒溫度降低。若過??諝庀禂?shù)太大,則增加了燃燒產(chǎn)物的數(shù)量,使燃燒溫度也降低燃?xì)夂涂諝獾某跏紲囟龋侯A(yù)熱空氣或燃?xì)饪杉哟罂諝夂腿細(xì)獾撵手担瑥亩估碚撊紵郎囟忍岣摺?. 煙氣的焓與空氣的焓煙氣
6、的焓:每標(biāo)準(zhǔn)立方米干燃?xì)馊紵傻臒煔庠诘葔合聫?加熱到 t 所需的熱量,單位為千焦每標(biāo)準(zhǔn)立方米??諝獾撵剩好繕?biāo)準(zhǔn)立方米干燃?xì)馊紵璧睦碚摽諝庠诘葔合聫?加熱到 t( ) 所需的熱量,單位為千焦每標(biāo)準(zhǔn)立方米。第一章思考題燃?xì)獾臒嶂?、理論空氣量、煙氣量與燃?xì)饨M分的關(guān)系,三類常用氣體熱值、理論空氣量、煙氣量的取值范圍。在工業(yè)與民用燃燒器設(shè)計(jì)時(shí)如何使用高低熱值進(jìn)行計(jì)算在燃燒器設(shè)計(jì)與燃燒設(shè)備運(yùn)行管理中如何選擇過??諝庀禂?shù)運(yùn)行中煙氣中 CO含量和過剩空氣系數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理的指導(dǎo)作用燃燒溫度的影響因素及其提高措施。第二章燃?xì)馊紵磻?yīng)動(dòng)力學(xué)鏈反應(yīng):不是由反應(yīng)物一步就獲得生成物,而是通過一系列的基元反應(yīng)
7、來進(jìn)行的,直到反應(yīng)物消耗殆盡或有外力使其終止。鏈反應(yīng)的分類:( a)直鏈反應(yīng)( b)支鏈反應(yīng)可燃?xì)怏w的燃燒都屬于支鏈反應(yīng)穩(wěn)定的氧化反應(yīng)過程;任何可燃?xì)怏w在一定條件下與氧接觸,都要發(fā)生氧化反應(yīng)。如果氧化反應(yīng)過程發(fā)生的熱量等于散失的熱量,或者活化中心濃度增加的數(shù)量正好補(bǔ)償其銷毀的數(shù)量,這個(gè)過程就稱為穩(wěn)定的氧化反應(yīng)過程。2/13不穩(wěn)定的氧化反應(yīng): 如果氧化反應(yīng)過程生成的熱量大于散失的熱量,或者活化中心濃度增加的數(shù)量大干其銷毀的數(shù)量,這個(gè)過程就稱為不穩(wěn)定的氧化反應(yīng)過程。著火:由穩(wěn)定的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的氧化反應(yīng)而引起燃燒的一瞬間。支鏈著火:在一定條件下,由于活化中心濃度迅速增加而引起反應(yīng)加速從而使反
8、應(yīng)由穩(wěn)定的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的氧化反應(yīng)的過程,稱為支鏈著火熱力著火:一般工程上遇到的著火是由于系統(tǒng)小熱量的積聚,使溫度急劇上升而引起的、這種著火稱為熱力著火。燃料開始燃燒的最低溫度叫著火溫度。即燃料在充足空氣供給下加熱到某一溫度,達(dá)到此溫度后不再加熱,燃料依靠自身的燃燒熱繼續(xù)燃燒 ( 持續(xù) 5min 以上 ) ,此溫度即稱為著火溫度或著火點(diǎn)。燃料的著火溫度隨燃料的種類、燃料的形態(tài)、燃燒時(shí)周圍的環(huán)境而變,不是一個(gè)常數(shù)。在常壓(大氣壓)下液化石油氣的著火溫度為365460天然氣的著火溫度為270 540人工燃?xì)庵饻囟葹?70 605可燃混合物熱力著火的影響因素環(huán)境溫度壓力可燃物與環(huán)境的傳熱系數(shù)
9、成分(物性)1 、點(diǎn)火:當(dāng)微小熱源放入可燃混合物小時(shí),則貼近熱源周圍的一居混合物被迅速加熱、并開始燃燒產(chǎn)生火焰然后向系統(tǒng)其余冷的部分傳播使可燃混合物逐步著火燃燒、這種現(xiàn)象稱為強(qiáng)制點(diǎn)火,簡稱點(diǎn)火。點(diǎn)火的兩個(gè)重要因素:著火火焰?zhèn)鞑?. 點(diǎn)火源:灼熱固體顆粒、電熱線圈、電火花、小火焰等。4. 電火花點(diǎn)火:把兩個(gè)電極放在可燃混合物中,通過高壓電打出火花釋放出一定的能量,使可燃混合物點(diǎn)著,稱為電火花點(diǎn)火。電火花點(diǎn)火的兩個(gè)階段:初始火焰中心的形成火焰的傳播最小點(diǎn)火能:當(dāng)電極間隙內(nèi)的可燃混合物的濃度、溫度和壓力一定時(shí)苦耍形成初始的火焰中心,放電能量必須有一最小極值,能量低于此極值時(shí)不能形成初始火焰中心,這個(gè)
10、必要的最小放電能員就是最小點(diǎn)火能量 Enin 。熄火距離:當(dāng)兩個(gè)電極之間的距離小到無論多大的電火花能量都不能使可燃混什物點(diǎn)燃時(shí),這個(gè)最小距離就叫熄火距離第二章思考題濃度、溫度、壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響什么是支鏈反應(yīng),支鏈反應(yīng)對(duì)燃燒的影響為什么著火溫度不是一個(gè)常數(shù)影響著火溫度的因素有哪些常用燃?xì)獾淖钚↑c(diǎn)火能與熄火間距是多少第三章燃?xì)馊紵臍饬骰旌线^程自由射流:當(dāng)氣流由管嘴或孔口噴射到充滿靜止介質(zhì)的無限大空間時(shí),形成的氣流。等溫自由射流:周圍介質(zhì)的溫度和密度與噴出氣流相同。4. 層流射流的等濃度面3/13邊界 1 是射流邊界邊界 2 是射流核心區(qū)邊界界面 3:Cg=Ch;界面 4:Cg=Cst ;
11、界面 5:Cg=Cl ;A:純?nèi)細(xì)釨:處于著火濃度上限以外的燃?xì)夂涂諝饣旌衔顲:處于著火濃度范圍以內(nèi)的燃?xì)夂涂諝饣旌衔铮羞^剩燃?xì)猓籇:處于著火濃度下限以外的燃?xì)夂涂諝饣旌衔?,含有過??諝釫:處于著火濃度下限以外的燃?xì)夂涂諝饣旌衔?. 層流擴(kuò)散火焰長度當(dāng)燃?xì)獬煞忠欢〞r(shí),層流擴(kuò)散火焰的長度上主要取決于燃?xì)獾捏w積流量。流量增大火焰長度增大出口速度一定時(shí),噴嘴直徑越大,火焰長度也越大噴嘴直徑越大,火焰長度也越大。流量一定時(shí),則火焰長度與直徑無關(guān)。平行氣流中的自由射流射流速度與外圍平行氣流速度的速度梯度射流的擴(kuò)張角軸心速度的衰減射流核心區(qū)的長度2. 平行氣流中射流軸心速度的衰減絕對(duì)穿透深度 h :在
12、相交氣流中,當(dāng)射流軸線變得與主氣流方向一致時(shí),噴嘴出口平面到射流軸線之間的法向距離 h 定義為絕對(duì)穿透深度。相對(duì)穿透深度:絕對(duì)穿透深度h 與噴嘴直徑之比,定義為相對(duì)穿透深度,即h/d 。射程:在射流軸線上定出一點(diǎn),使該點(diǎn)的軸速度在x 方向上的分速度 Vx 為出口速度 V2 的 5%,以噴嘴平面至該點(diǎn)的相對(duì)法向距離X1/d ,定義為射程。4/13多股射流與受限氣流相交時(shí)的流動(dòng)規(guī)律影響因素( 1)主氣流流動(dòng)通道的相對(duì)半寬度B/2 d;( 2)射流噴嘴相對(duì)中心距s/d 。旋轉(zhuǎn)射流:射流在從噴嘴中流出時(shí),氣流本 身一面旋轉(zhuǎn),一面又向靜止介質(zhì)中擴(kuò)散前,這就是旋轉(zhuǎn)射流,簡稱旋流。2. 旋轉(zhuǎn)射流的特點(diǎn): 旋
13、轉(zhuǎn)紊流運(yùn)動(dòng)、自由射流、和繞流3. 產(chǎn)生方法(1)使全部氣流或一部分氣流切向進(jìn)入(2)設(shè)置導(dǎo)流葉片(3)采用旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置4. 旋轉(zhuǎn)射流的基本特性1). 增加切向分速度,徑向分速度較直流射流時(shí)大;2). 徑向和軸向上都建立了壓力梯度。強(qiáng)旋轉(zhuǎn)射流內(nèi)部形成回流區(qū);3). 內(nèi)外回流區(qū)的存在對(duì)著火穩(wěn)定性有影響;4). 旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)展角大;5). 射程小旋轉(zhuǎn)射流的無因次特性旋流數(shù):旋流數(shù) s 不僅反映了射流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)弱,射流動(dòng)力相似的相似準(zhǔn)則。思考題1、相對(duì)穿透深度與射程定義及其在氣流混合過程中的物理意義。2、燃?xì)庾杂缮淞鞯奶攸c(diǎn)與圖形3、不同相交氣流的流動(dòng)規(guī)律4、旋轉(zhuǎn)射流的特點(diǎn)與產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)射的方法、旋流數(shù)的計(jì)
14、算;第四章燃?xì)馊紵幕鹧鎮(zhèn)鞑セ鹧婷妫何慈細(xì)怏w和已燃?xì)怏w的分界面即為火焰鋒面,亦稱火焰前沿(前鋒)。常壓條件下火焰前鋒的厚度: 10-2 10-1 mm火焰?zhèn)鞑ニ俣龋夯鹧媲颁h沿其法線方向朝新鮮混氣傳播的速度。用S n 表示。測(cè)定 Sn 的實(shí)驗(yàn)方法的概述兩種主要方法靜力法:靜力法是讓火焰焰面在靜止的可燃混合物中運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力法:動(dòng)力法則是讓火焰焰面處于靜止?fàn)顟B(tài),而可燃混合物氣流則以層流狀態(tài)作相反方內(nèi)運(yùn)動(dòng)。管子法、本生火焰法影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?. 混氣成分的影響2. 混氣性質(zhì)的影響導(dǎo)熱系數(shù)增加,活化能減少或火焰溫度增加時(shí),火焰?zhèn)鞑ニ俣仍龃?。碳原子個(gè)數(shù)的影響5/133. 溫度的影響溫度增加,火焰?zhèn)鞑ニ?/p>
15、度增加。4. 壓力的影響壓力對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊戄^小5. 濕度和惰性氣體的影響添加氣有兩面性( 1)改變混合氣的物理性質(zhì), 如導(dǎo)熱系數(shù)催化作用火焰?zhèn)鞑舛葮O限及其測(cè)定定義:能使火焰繼續(xù)不斷傳播所必需的最低燃?xì)鉂舛?,稱為火焰?zhèn)鞑舛认孪? 或低限 ) ;能使火焰繼續(xù)不斷傳播所必需的最高燃?xì)鉂舛龋Q為火焰?zhèn)鞑舛壬舷?( 或高限 ) 。上限和下限之間就是火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍,火焰?zhèn)鞑舛葮O限又稱著火濃度極限、爆炸極限。影響火餡傳播濃度極限的因素1燃?xì)庠诩冄踔兄鹑紵龝r(shí),火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將擴(kuò)大。2提高燃?xì)饪諝饣旌衔餃囟?,?huì)使反應(yīng)速度加快,火焰溫度上升,從而使火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍擴(kuò)大。3 提高燃?xì)?/p>
16、空氣混合物的壓力,其分子間距縮小,火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將擴(kuò)大,其上限變化更為顯著。4 可燃?xì)怏w中加入惰性氣體時(shí),火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將縮小( 圖 425) 。5含塵量、含水蒸氣量以及容器形狀和壁面材料等因素,有時(shí)也影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限。各種燃?xì)獾谋O限如下燃?xì)忸惐ㄏ卤ㄉ蟿e限( %)限( %)天然氣515人工煤520.73173氣液化石1.59.5油氣第四章思考題1. 火焰?zhèn)鞑サ囊饬x與火焰?zhèn)鞑C(jī)理。2. 法向火焰?zhèn)鞑サ亩x與測(cè)定方法。3. 層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸蛩亍?. 紊流火焰?zhèn)鞑サ奶攸c(diǎn)與紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠?jì)算。5. 火焰?zhèn)鞑舛葮O限與影響因素,常用氣體的火焰?zhèn)鞑舛确秶?。第五章燃?xì)馊?/p>
17、燒方法一次空氣:在燃燒前預(yù)先與燃?xì)饣旌系哪遣糠挚諝?。一次空氣系?shù):一次空氣與燃燒所需要的理論空氣量之比。燃?xì)馊紵椒〝U(kuò)散式燃燒:燃?xì)夂涂諝獠活A(yù)混,一次空氣系數(shù)a 0大氣式燃燒:燃?xì)夂鸵徊糠挚諝忸A(yù)先混合a 0.2 0.8完全預(yù)混式燃燒:燃?xì)夂涂諝馔耆A(yù)混a1本生燈火焰根部有一環(huán)形平面火焰,起著固定點(diǎn)火源的作用,稱之為點(diǎn)火環(huán);點(diǎn)火環(huán)形成的原因及作用分析:6/13點(diǎn)火環(huán)形成的原因是由于靠近射流壁面附近氣流速度及火焰?zhèn)鞑ニ俣确植疾痪鶆虻木壒?。部分預(yù)混層流火焰的穩(wěn)定穩(wěn)定:混氣流速恰當(dāng)時(shí)火焰掛在管口上。離焰、脫火:增加混氣流速,火焰錐變長。火焰在一定距離以外燃燒;流速進(jìn)一步加大時(shí),火焰錐會(huì)被吹滅即脫火?;?/p>
18、火:混氣流速減小時(shí),火焰錐變短。當(dāng)流速減小時(shí),則會(huì)發(fā)生回火。黃焰:燃燒不完全有黑煙產(chǎn)生。脫火極限 : 對(duì)于某一定組成的燃?xì)饪諝饣旌衔?,在燃燒時(shí)必定存在一個(gè)火焰穩(wěn)定的上限,氣流速度達(dá)到此上限值便產(chǎn)生脫火現(xiàn)象,該上限稱為脫火極限。回火極限:燃?xì)饪諝饣旌衔镞€存在一個(gè)火焰穩(wěn)定的下限,氣流速度低于下限值便產(chǎn)生回火現(xiàn)象,該下限稱為回火極限。部分預(yù)混層流火焰的穩(wěn)定的影響因素( 1)一次空氣系數(shù)的影響a , v 脫火 a , v 回火 先后( 2)燃燒器直徑的影響d , v 脫火 , v 回火 ( 3)燃?xì)庑再|(zhì)的影響燃?xì)獾幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣却螅谆鼗?,速度慢易脫火。?)周圍空氣質(zhì)量與流動(dòng)狀況的影響。完全預(yù)混式燃燒
19、燃燒特點(diǎn):( 1)容積熱強(qiáng)度大;( 2)火焰清潔( 3)火焰短( 4)氮氧化物少缺點(diǎn):發(fā)生回火 熄火:熱負(fù)荷小于 1/3 額定熱負(fù)荷燃燒過程強(qiáng)化的途徑( 1)預(yù)熱燃?xì)夂涂諝猓?2)加強(qiáng)紊動(dòng)( 3)煙氣再循環(huán)( 4)應(yīng)用旋轉(zhuǎn)射流減少氮氧化物的主要途徑:降低火焰溫度、減少過??諝庀禂?shù)強(qiáng)化方法( 1)分段燃燒:空氣分燃燒器、燃燒室上方兩部分送入( 2)煙氣再循環(huán):低溫?zé)煔馀c燃燒用空氣在燃燒器前混合( 3)設(shè)計(jì)新型燃燒器( 4)采用催化燃燒第五章思考題7/131. 燃燒有哪幾種燃燒方式?火焰各有什么特點(diǎn)2.部分預(yù)混層流火焰根部點(diǎn)火環(huán)如何形成的?有何作用3. 擴(kuò)散式火焰的長度如何計(jì)算?4. 層流擴(kuò)散火焰
20、與紊流擴(kuò)散火焰結(jié)構(gòu)與其特點(diǎn)5. 部分預(yù)混層流火焰的不穩(wěn)定現(xiàn)象有哪些?在何種情況下發(fā)生?6. 火孔直徑、一次空氣系數(shù)、燃?xì)庑再|(zhì)對(duì)火焰穩(wěn)定性有何影響7. 脫火極限與回火極限如何定義?周邊速度梯度理論如何解釋脫、回火現(xiàn)象8. 強(qiáng)化燃燒的途徑有哪些?哪些途徑在實(shí)踐中用的較多且容易實(shí)現(xiàn)?9. 氮氧化物有哪些危害?燃燒中的氮氧化物如何形成?10. 目前國際、國內(nèi)在燃燒上所采用的減少氮氧化物的技術(shù)有哪些?第六章擴(kuò)散式燃燒器燃燒器的分類( 一) 按一次空氣系數(shù)分類1 擴(kuò)散式燃燒器:燃?xì)夂涂諝獠活A(yù)混,一次空氣系數(shù)a=0。2 大氣式燃燒器:燃?xì)夂鸵徊糠挚諝忸A(yù)先混合,a=0 2 0 8。3 完全預(yù)混式燃燒器:燃?xì)夂?/p>
21、空氣完全預(yù)混,a 1。( 二) 按空氣的供給方法分類1 引射式燃燒器:空氣被燃?xì)馍淞魑嘶蛘呷細(xì)獗豢諝馍淞魑恕?鼓風(fēng)式燃燒器:用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng)。3 自然引風(fēng)式燃燒器:靠爐膛中的負(fù)壓將空氣吸人燃燒系統(tǒng)。 ( 三) 按燃?xì)鈮毫Ψ诸?低壓燃燒器: 燃?xì)鈮毫υ?5000Pa以下。2高 ( 中 ) 壓燃燒器:燃?xì)鈮毫υ?5000Pa至 3x105 Pa之間。第六章 思考題1. 自然引風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?應(yīng)用范圍如何?擴(kuò)散式燃燒的特點(diǎn)擴(kuò)散燃燒的優(yōu)點(diǎn)是燃燒穩(wěn)定,不會(huì)發(fā)生回火現(xiàn)象,脫火極限值比較大,易于著火燃燒。而擴(kuò)散燃燒的缺點(diǎn)是燃燒速度慢,火焰溫度低,常出現(xiàn)化學(xué)未完全燃燒產(chǎn)物:尤其在燃
22、燒碳?xì)浠衔锖扛叩娜細(xì)鈺r(shí),在高溫下,由于氧氣供應(yīng)不足,致使碳?xì)浠衔飼?huì)分解出游離的碳粒及很難燃燒的重碳?xì)浠衔?。?yīng)用范圍:沸水器熱水器 紡織業(yè)食品業(yè)小型采暖鍋爐、點(diǎn)火器指示性燃燒器2. 鼓風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?應(yīng)用范圍如何?優(yōu)點(diǎn) 1. 結(jié)構(gòu)緊湊、體型輕巧 、占地面積小2. 熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,調(diào)節(jié)系數(shù)一般大于 5。3. 可以預(yù)熱燃?xì)夂涂諝?. 要求燃?xì)鈮毫^低5. 容易實(shí)現(xiàn)煤粉 - 燃?xì)?、?- 燃?xì)獾穆?lián)合燃燒缺點(diǎn) 1. 需要鼓風(fēng)、耗費(fèi)電能2. 燃燒室容積熱強(qiáng)度相對(duì)小,需要較大的燃燒室3. 本生不具備燃?xì)馀c空氣比例調(diào)節(jié)特性,需配備調(diào)節(jié)裝置3. 如今自然引風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器與鼓風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器有
23、哪些新的形式與應(yīng)用領(lǐng)域?第七章大氣式燃燒器大氣式燃燒器 的構(gòu)造及工作原理燃燒器由兩大部分組成:引射器和頭部工作原理:燃?xì)庖湟淮慰諝庖淦鞯淖饔糜幸韵氯矫妫?/13第一、以高能量的氣體引射低能量的氣體,并使兩者混合均勻。第二、在引射器末端形成所需的剩余壓力。第三、輸送一定的燃?xì)饬?,以保證燃燒器所需的熱負(fù)荷。引射器一般由四部分組成:燃料噴嘴、吸氣收縮管、混合管和擴(kuò)壓管。( 1)噴嘴的流量計(jì)算Lg 0.0035 d 2jHS大氣式燃燒器的頭部設(shè)計(jì)原則1. 穩(wěn)定燃燒:不離焰、不回火、不出現(xiàn)黃焰2. 滿足加熱工藝的需要火孔燃燒能力:火孔能穩(wěn)定和完全燃燒的燃?xì)饬?。通常用火孔熱?qiáng)度和氣流速度表示。燃燒器
24、頭部的靜壓力:混合氣體在頭部必須有一定的靜壓力,該靜壓力由引射器提供,是燃燒器的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。 靜壓力消耗于三個(gè)方面:克服流動(dòng)阻力、克服熱阻、獲得所要求的流出速度質(zhì)量引射系數(shù)的計(jì)算maa v0usmg引射器的特性方程式h2 2K 2 (1 u)(1 us)HFF2最佳無因次面積:FopK (1u)(1us)最大無因次壓力:h2HmaxFop大氣式燃燒器的自動(dòng)調(diào)節(jié)特性燃燒器的引射能力只與燃燒器的結(jié)構(gòu)有關(guān),與燃燒工況無關(guān)。燃?xì)庖淇諝饬侩S工作狀況不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)。燃燒器常數(shù)燃?xì)饬髁?、密度、壓力變化?duì)燃燒器工作參數(shù) 一次空氣系數(shù)、質(zhì)量引射系數(shù)、 氣流速度的影響。L g (1 u)(1 us) s09F
25、tCHK K 1F129/132HL g0.0035 du a v 0 s第七章思考題1. 大氣式燃燒器由哪幾部分組成?這些部分都有哪些作用?2. 固定噴嘴與可調(diào)噴嘴各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?分別適用于哪些燃燒器?3. 各種火孔形式及其適用的燃燒器形式?4. 目前在民用與工業(yè)燃燒器中有哪些形式的大氣式燃燒器?5. 大氣式燃燒器的頭部設(shè)計(jì)應(yīng)遵循哪些原則?6. 在火孔深度、火孔間距、火孔排數(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素?7. 燃燒器的頭部靜壓力由哪幾部分組成?8. 火孔熱強(qiáng)度與火孔氣流速度有何關(guān)系?9. 能量在常壓吸氣低壓引射器的收縮管、混合管、擴(kuò)壓管中如何轉(zhuǎn)換?10. 低壓引射式大氣式燃燒器的自動(dòng)調(diào)節(jié)特性如何理解
26、?11. 燃燒器常數(shù)在實(shí)踐工作中有哪些作用?第八章完全預(yù)混式燃燒器根據(jù)完全預(yù)混燃燒方法設(shè)計(jì)制做的燃燒器稱為完全預(yù)混式燃燒器。此種燃燒器在燃燒之前燃?xì)馀c空氣實(shí)現(xiàn)完全預(yù)混,即過剩空氣系數(shù) = 1,通常 =1.05 1.10 。其構(gòu)造由混合裝置和頭部兩部分組成噴頭是保證燃燒器工作穩(wěn)定、防止回火的重要部件。噴頭常做成漸縮形.火道:使燃燒穩(wěn)定、防止脫火的重要部件完全預(yù)混式燃燒器的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)1. 燃燒完全,化學(xué)不完全燃燒物授少;2. 過??諝庀禂?shù)較小, =1.05 1.10 ,當(dāng)用于工業(yè)爐內(nèi)直接加熱工件時(shí),不會(huì)引起工件過分氧化,產(chǎn)品質(zhì)量好3. 燃燒溫度高,容易滿足高溫加熱工藝要求;4. 燃燒熱強(qiáng)度
27、大,可縮小燃燒室容積;5. 火道式完全預(yù)混燃燒器,能燃燒低熱值燃?xì)?. 不需要鼓風(fēng),節(jié)省電能及鼓風(fēng)設(shè)備。缺點(diǎn)1. 要求燃?xì)鉄嶂岛兔芏确€(wěn)定:2. 燃燒時(shí)發(fā)生回火的可能性大,而且調(diào)節(jié)范圍較??;3. 對(duì)于熱負(fù)荷大的燃燒器,結(jié)構(gòu)龐大而笨重;4. 高壓和高負(fù)荷時(shí)噪聲較大。此種燃燒器主要應(yīng)用在工業(yè)加熱裝置上。第十章燃?xì)饣Q性燃?xì)獾幕Q性:設(shè)某一燃具以a 燃?xì)鉃榛鶞?zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整,由于某種原因要以s 燃?xì)庵脫Q a 燃?xì)猓绻紵鞔藭r(shí)不加任何調(diào)整而能保證燃具正常工作,則表示s 燃?xì)饪梢灾脫Q a 燃?xì)?,或稱 s燃?xì)鈱?duì) a 燃?xì)舛跃哂小盎Q性”。a 燃?xì)夥Q為“基準(zhǔn)氣”, s 燃?xì)夥Q為“置換氣”反之如果燃具不能
28、正常工作,則稱s燃?xì)狻皩?duì) a燃?xì)舛詻]有互換性。10/13燃具適應(yīng)性:指燃具對(duì)燃?xì)庑再|(zhì)變化的適應(yīng)能力。如果燃具在燃?xì)庑再|(zhì)變化較大的范圍情況下仍能正常工作,就稱為適應(yīng)性大,反之稱為適應(yīng)能力小。互換性主要考慮燃?xì)庠诿裼萌季呱夏軌蚧Q。燃?xì)庠诨Q時(shí)的兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo):熱負(fù)荷(華白數(shù))、燃燒穩(wěn)定(燃燒勢(shì))華白數(shù)WHS華白數(shù)是代表燃?xì)馓匦缘囊粋€(gè)參數(shù),華白數(shù)又稱熱負(fù)荷指數(shù)。華白數(shù)相同的燃?xì)庠谕粔毫?、同一燃具上燃燒熱?fù)荷相同。結(jié)論:1. 燃具的熱負(fù)荷與華白數(shù)成正比2. 燃具的一次空氣系數(shù)與華白數(shù)成反比。3. 燃?xì)饣Q時(shí)華白數(shù) W的變化范圍不大于 5%-10%。燃燒勢(shì)對(duì)于互換性研究來說,最主要的因素是燃?xì)庑再|(zhì)和
29、一次空氣系數(shù),這兩者在很大程度上決定了燃燒速度。內(nèi)焰高度是一個(gè)表示燃燒工況的重要參數(shù)它與火焰穩(wěn)定性和燃燒完全度有密切關(guān)系離焰、回火和 CO三條極限取決于與內(nèi)焰高度有關(guān)的因素。燃?xì)獍雌淙紵匦钥梢苑譃槿?。第一族為傳統(tǒng)的人工煤氣類型。第二族為天然氣類型。第三族為液化石油氣類型。不同族的燃?xì)馐遣荒芡耆Q的。同一族的兩種燃?xì)鈩t有可能完全互換。在 qp- a圖判定燃?xì)饣Q性燃?xì)庑再|(zhì)變化引起工作點(diǎn)飄移W 增大, qp 增大 ,a 減小,工作點(diǎn)向左上方飄移W減小, q p 減小 , a 增大,工作點(diǎn)向右下方飄移燃?xì)庑再|(zhì)變化后,工作點(diǎn)與極限曲線都變化,變動(dòng)后的工作點(diǎn)處在新的安全工作域范圍內(nèi),才能互換。德爾布互換圖11/13不同種燃?xì)庠诘湫腿季呱献髟囼?yàn)得到互換域,任何一種燃?xì)庵灰涔ぷ鼽c(diǎn)在安全工作域范圍內(nèi)就可以與其他燃?xì)饣Q。燃燒器的調(diào)整維持穩(wěn)定的熱負(fù)荷d sw ap a4d aw sp s2. 維持穩(wěn)定燃燒適當(dāng)調(diào)整火孔形式和火孔尺寸,火孔熱強(qiáng)度以保證正常燃燒。3、調(diào)整一
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